CN102714408B - 带有浪涌保护监测的电路 - Google Patents

Abstract

一种电路，包括电源、负载和浪涌保护装置，所述浪涌保护装置适于根据IEC？61000-4-2或4的要求保护所述负载和/或电源免受电气快速瞬态事件的损坏，所述浪涌保护装置包括应力阈值，其中所述电路还包括适于监测所述浪涌保护装置中电流和检测由电气快速瞬态事件引发的突破所述阈值的监测设备。

Description

带有浪涌保护监测的电路

本发明涉及带有浪涌保护监测的电路，特别用于，但不专用于监测现场总线电路中所使用的浪涌保护设备。

现场总线(或场地总线)是指用于实时分布式控制的工业计算机网络协议族的名称，现在成为IEC61158标准。复杂的自动化工业系统，例如燃料精炼厂，通常需要控制系统有组织的体系结构来运转。在该体系结构中，处于顶层的是人机接口(HMI)，其中操作者可以监测或操控系统。它一般通过非时间关键的通信系统(例如以太网)连接到可编程逻辑控制器(PLC)的中间层。在控制链的底层是现场总线，它将PLC连接到实际工作的元件，例如传感器、致动器、电动机、控制灯、开关、阀和接触器。

现场总线常用于本质安全的环境中，例如易燃的空气中，特别是分类为IIC的气体族，氢气和乙炔，以及以下的，例如气体和/或灰尘的IIB和IIA气体族。利用现场总线协议，这种环境中的现场仪器和设备通过电气通信电路远程控制和监测，所述电气通信电路经常和驱动现场设备的电源被设置在相同的电路中。

所有电子设备，而不仅仅是用于现场总线电路中的设备，需要根据应用于该类型设备的相关标准来防止电力浪涌。因此，在对所讨论的电子设备提供电力和/或通信的电路中提供浪涌保护设备已知的。这些浪涌保护设备保护敏感电子器件免受过电压和/或过电流应力，所述过电压和/或过电流应力由如静电放电(ESD)、电缆反电动势(cablebacke.m.f)、二次雷电冲击、从高压线来的交叉耦合、拾起以及其他任意暂态效应的事件引起。这些事件根据IEC61000-4-2和IEC61000-4-4标准被称为“电气快速瞬态事件”，这两个标准为保护设备设定了基准需求。

这些电气快速瞬态事件可以是共模的，即它们以同样的方式影响电路的正侧和负侧。或者它们可以是差模的，即它们对电路两边影响不同。为提供共模浪涌保护，设备必须接地，而差模保护需要设备跨电路安装。电气快速瞬态事件通常是脉冲或尖峰，但地可为连续的过电压。它能影响电路中的任意元件，并且能发生在电路内的任意位置或源自电路上游或下游任意方向。例如，现场总线配置的隔离屏障或分流屏障中的齐纳二极管可能经受电源过电压和现场电缆过电压。

多数已知的浪涌保护设备是分流设备，该分流设备具有跨电路安装中电源和/或通信轨的旁路，并且选择将每个轨旁路到地。保护元件本身主要是快动半导体器件，瞬态吸收器或变阻器(MOV’s)，并且高电流放电的气体、电感器、电阻、电容等的混合以一定方式安排以达到最佳性能和能力。

在每种情况下，保护元件，或元件的串联包括电路中的一个公共的故障点。一些保护元件只用一次，在处理第一次电压浪涌后不期望其工作。然而，根据特定标准，期望另一些保护元件保护电子元件免受电压浪涌达到给定次数。在一些情况下仅只希望在电压浪涌后保护目标电子元件，而不必呈现高阻抗。然而，在所有情况下，当系统故障时，它将不能处于暴露状态或者其将增加电路负荷。后一种情况时现场总线电路是公共故障点，并且电路中所有设备将“消失”。齐纳二极管一般短路，而瞬态电压抑制器(TVS)元件开路，或短路或呈现低阻抗。保护设备的故障也对IEC61158-2现场总线信号或网络有其它破坏性的影响。

然而，已知的浪涌保护的问题是不知其是否曾经受冲击。甚至在一个看上去无害的静态放电后，也绝对不知道设备经受的电力浪涌的实际次数。因此，没有办法知道浪涌保护器的状态。

而且，如果浪涌保护器经认证或被规定来承受多次电气快速瞬态事件，绝对不能确定已经受过多少次。这就出现了一个特定的问题，由于这种故降的风险不可量化，其中该设备对于电路是公共的故障点并且无法达到负载状态，这是现场总线布置中经常出现的情形。因此，有效的预防或主动维修不可行。

象电池设备那样的浮置设备，可以帮助减少共模电压浪涌的影响。然而，绝大部分电子设备具有一些类型的接地路径，即使其是电容耦合的。另外，不平衡也是问题，并且，在很多情况下，共模电压浪涌会导致差模影响。例如，在差模情况下，由于电缆和/或任意电感性负载的反电动势效应，电缆断开可经常导致高的端电压，其中保护二极管不起作用或已失效。对于高阻抗电源，例如现场总线，反电动势没有有效地被阻止。

监测电路输出端来获得范围广泛的诊断信息是已知的，尤其是对用于处理工厂的现场总线系统。例如，一系列可检测的暂态电流断开可指示间歇的电缆断开，并且该信息可用于警告操作者电弧可能引起工厂爆炸。

然而，使用这种普通监测系统来检测电气快速瞬态事件并不是已知的，因为它们太快以致于已知的系统不能感测。如果电子器件充分发展并且传感系统升级到所需的速度，则这是可能的，但这将高度复杂和昂贵。

本发明将克服上述的一些问题。

因此，根据本发明，电路包括电源，负载和浪涌保护装置，该浪涌保护装置根据IEC61000-4-2或4标准的要求，保护所述负载和/或电源免受电气快速瞬态事件的损坏，并且其包括应力阈值，其中该电路还包括监测设备，监测设备适于监测所述浪涌保护装置中的电流并检测由电气快速瞬态事件引发的突破所述阈值的事件。

这样，本发明提供了一种监测设备，其特别地对浪涌保护装置中的电流事故进行监测，从而可以得知其是否经受了电气快速瞬态事件。

在本发明的一个实施例中，浪涌保护装置可以是差模的。其它的实施例中，浪涌保护装置可以是共模的。应理解也可提供两种模式。

监测装置可利用流过保护装置的电流导致的电磁场或静电场作为检测手段，其既可通过电感也可通过电容监测。因此，监测装置可以是轴向环绕保护装置的线圈或PCB迹线(track)以及/或者保护装置的导电引线或PCB迹线。作为备选的方案，监测装置可以是线圈、PCB迹线线圈、或者与保护装置和/或保护装置的导电引线或PCB迹线平行设置的容性板。

使用轴向线圈将导致高拾取电压。然而，当承受可检测到的高交流或瞬态电流时，保护装置及其导电引线或PCB迹线将显示出高的电磁场。在替代性地使用相互耦合的电感线圈或平行放置或安排的电容板的情况下，当保护装置及其导电引线或PCB迹线承受高交流或瞬态电流时，这将检测出产生的高静电场。在两种情况下，保护元件和/或其布线或PCB迹线产生的电磁场或静电场用于检测电压浪涌。应理解，这种测量布置也允许测量电力浪涌的幅值、持续时间及其他特性。

也可使用多种其他检测方法。例如，监测装置可包括适于检测保护装置的物理状态改变的传感器，所述物理状态可以是如下的一种或多种：磁状态或光学可测物理状态。可使用所配置的快速光学传感器来实现光学检测以检测由使用中的保护装置进行的气体放电。其它间接检测方法可包括霍尔效应半导体或电流探针。

监测装置还可包括直接连接到保护装置和/或保护装置的导电引线或PCB迹线的传感器，例如如下的一个或多个：变压器，电容器，电阻器或半导体。

当执行监测时，所述监测装置的输出可连接到诊断设备，所述诊断设备可适于在使用中从接收自所述输出的原始数据识别出所述应力阈值是否被突破了。诊断设备可适于将由所述原始数据得到人能辨别的数据呈现给用户。这可在现场使用任意人能辨别的方法实现，包括声音的或可视的警报。然而，在优选的构造中，所述诊断设备可包括在不同地方的基于现场的通信设备和人机接口设备。通信设备可适于发送机器可读的源自所述原始数据的通信数据到所述人机接口设备，并且，所述人机接口设备可适于将所述机器可读的通信数据转换为人能辨别的数据。通信设备和人机接口设备间的通信可经由无线电、有线、磁场、光学、IEC61158-2的物理层或软件调节等。人机接口设备可以是现场手持设备或远离现场的控制室。

使用中需要的最少的人可辨识的数据指示发生了电气快速瞬态事件并且所述应力阈值被突破了。然而，应理解，可从使用中汇集的原始数据中收集更多信息。因此，诊断设备提供的人可辨识的数据可以包括如下因素中的一个或多个：i)检测电气快速瞬态事件突破所述阈值；ii)检测到的电气快速瞬态事件突破所述阈值的次数；iii)电气快速瞬态事件突破所述阈值的频率；iv)检测到触发电平和所述阈值间的电流浪涌；v)检测到电气快速瞬态事件突破所述阈值达到预先确定的次数；vi)电气快速瞬态事件突破所述阈值的特性，包括一个或多个它的持续时间、数量、幅值、积分或波形。

上述的因素i)对所有实施例都重要，但特别用于只打算使用一次的浪涌保护装置的情况。一旦检测到突破所述阈值，可发出警报，并且浪涌保护装置如果还未失效，可对其进行更换以避免将来失效的风险。

关于因素ii)，它将用于打算承受预先确定的次数的电气快速瞬态事件的浪涌保护装置中。诊断设备可对检测到的突破所述阈值的次数进行计数，并且该信息可以有用的方式发送给用户。例如，人机接口可实际指示检测到的突破阈值的次数，并且可能向他们宣布情况在变得更加紧急，例如用不同颜色和文本。

上述的因素iii)是电气快速瞬态事件突破所述阈值的频率，可应用于突破所述阈值事件之间的时间间隔可影响保护装置的性能的场合，或者对指示未来可能的突破所述阈值的定时有用。例如，如果对于开始的2到5次突破所述阈值的频率是每6个月突破一次所述阈值，则可估计在“n”个月内不余发生下一次突破所述阈值。该信息可对规划保养和修理有用。如果发现频率变短了，并且低于预先确定的低限，则较早而不是较晚地向用户发出特定警告，表明可能有常见的故障即将使保护电路失效。另一方面，如果突破阈值的发生频率非常低，并且突破预设的上限，例如一年仅发生一次，则可将特定的状态呈现送给用户，表明可将保养或修理保护设备推迟到晚很多的时间，或推迟到更多次突破阈值之后。并且，在某些已知的事件期间如果发生一组阈值超越，则可像用户呈现消息，给出突破阈值的时间和数据，而且该信息可与已知的保养工作、马达和泵的起动、例行校正等相关。它也可和象已知的雷电冲击那样的事情相互对照。

上述的因素iv)，检测触发电平和所述阈值间的电流浪涌，允许诊断设备检测感兴趣的电气瞬态事件，但是它实际上没有突破所述阈值。这对特定类型的保护装置有用，或者当用户想检查一个事件例如雷电冲击是否确实导致突破所述阈值时会是有用的。触发电平也可允许诊断设备过滤掉其值以下的活动，例如常规电源活动，通信活动等。

上述的因素v)，检测电气快速瞬态事件突破所述阈值达到预先确定的次数，可特别应用于具有已知寿命的保护装置。例如，当使用测试为能承受10次或20次突破所述阈值的TVS，当突破所述阈值的次数实际上已达到时，可发送警报到用户，从而可进行修理活动。

上述的因素vi)为电气快速瞬态事件突破所述阈值的特性，包括一个或多个它的持续时间、数量、幅值、积分或波形，允许诊断设备收集和/或呈现已发生的突破阈值的有用的诊断数据。

如果原始数据与通过已知的通用诊断设备获得使用中的电路的其它数据相关，就可收集其它类型的诊断信息。例如，所计数的电气快速瞬态事件突破所述阈值的次数可以和现场总线系统的阻抗特性比较来评估保护设备的状态。特别地，信号幅值的降低可能显示保护设备已损坏，即使它在给定突破所述阈值的次数后仍应行使功能。也可确定相反的情况，例如信号幅值的降低可由突破所述阈值的计数解释，因此其它潜在的衰减故障可被忽视。

可经由与电路分离的通信装置来将机器可读的通信数据发送到使用中的人机接口设备。这可以是分立的通信电路，也可如上所述为象无线电链路那样的东西。

然而，机器可读的通信数据也可通过电路自身发生到人机接口设备，例如使用现场总线通信协议。在本发明的一个特殊实施例中，机器可读的通信数据可包括可被所述人机接口设备辨别的对电路进行的物理层修改。这种通信方式是已知的，并且在现场总线系统中找到特殊应用。

参见上文，浪涌保护可为差模或共模，并且前述的任意特性均可应用于这两种结构。然而，在上述的所有特性都用于差模配置的情况下，电路还可包括第二浪涌保护装置，所述第二浪涌保护装置适于根据IEC61000-4-2或4的要求保护所述负载和/或电源免受电气快速瞬态事件的损坏，并且其包括应力阈值，并且该电路还包括第二监测设备，所述第二监测设备适于监测所述第二浪涌保护装置中的电流和检测由电气快速瞬态事件引发的突破所述阈值，并且所述第二浪涌保护装置可以是共模的。

该第二监测设备可包括前述和共模配置相关的任意特性。

同样参见上文，本发明特别地应用于现场总线电路，因此，所述电路可优选为遵循IEC61158-2标准的现场总线电路。

在实践中可以通过多种可能的方式实施本发明。例如，浪涌保护装置可以和电路集成在一起，或者分开设置并连接到母板上。另外，保护装置在任意阶段都可以是多路复用的。具有或没有在现场呈现人可识别的数据的装置，监测设备也可与浪涌保护装置一起包含在外壳中。也可有公共总线连接多个浪涌保护装置，或者保护装置可共享共同的主板等。

另外，对于现场总线的各段，可能有突破一个浪涌保护系统被分别附着于各段。例如，一个可能位于电源处而另一个位于负载处，其在典型现场总线安装的情况下可能是多个包括设备耦合器的负载。

本发明有多种执行方式，但是现在将参考附图通过例子来描述五个实施例，其中：

附图1是根据本发明的第一电路的示意图；

附图2是根据本发明的第二电路的示意图；

附图3是根据本发明的第三电路的示意图；

附图4是根据本发明的第四电路的示意图；

附图5是根据本发明的第五电路的示意图；

附图6是示意根据本发明的电路运转的流程图；并且

附图7是示意根据本发明的电路运转的曲线图。

如图1所示，电路1包括电源2、负载3和浪涌保护装置4，其在这种情况下为瞬态电压抑制器的形式，适于根据IEC61000-4-2或4的要求保护所述负载3和/或电源2免受电气快速瞬态事件的损坏，并且包括应力阈值。电路1还包括监测设备5，其在这种情况下是轴向线圈，监测所述浪涌保护装置4中的电流并检测由电气快速瞬态事件引发的对所述阈值的突破。

图1是非常简单的电路，并且其目的仅仅是说明本发明的基本原理。从该图可知，流过导线6到瞬态电压抑制器4的电流产生电磁场，其电感由线圈5检测。因此，电气快速瞬态事件的发生将导致导线6中的电流尖波，这将被线圈5检测到。瞬态电压抑制器实际的应力阈值可以从其技术说明书得到，因此所检测的电流等级可以和对于所使用的监测布置的特定经验数据比较，以确定检测到的电流尖波是否突破阈值。图1的布置为差模。

图2和3也是说明本发明基本原理的简单电子电路。其中和图1中相同的元件使用相同的附图标号，这适用于所有附图。附图2中，相互耦合的线圈9邻接浪涌保护装置8，代替轴向线圈被用作监测设备。其中，导线6的电磁场由线圈9检测，目的是检测电气快速瞬态事件的发生。附图3中，平行于保护装置11的电容极板12被用于代替线圈。同样，保护装置8和11(在这些图中没有具体化)的实际应力阈值将从其技术说明书得到，并且，所检测的电流等级可以和经验数据相比较，以确定检测到的电流尖波是否突破阈值。

在所有三种情况下，都使用保护元件和/或其布线或PCB迹线产生的电磁场或静电场来检测电压浪涌。应理解这种测量方法也能测量电压浪涌的幅值、持续时间及其他特性。

图4给出了本发明更能表现实际的说明。其中，电路13遵从IEC61158-2现场总线标准，并具有差模浪涌保护装置4和馈送到地16的共模浪涌保护装置14。而且，这些装置4和14可以是已知的设备，而不是特殊的。(共模浪涌保护电路可连接到每个极，即，两个保护电路，或者它可使用中心接头，即一个电路。)在这两种情况下，监测设备包括分别环绕保护装置4和14的导线的轴向线圈5和15，它们检测瞬间穿过装置4或14的任意浪涌电流。而且，保护装置4和14的实际应力阈值将可从其技术说明书得到，因此所检测的电流等级可以与所使用的监测布置特定的经验数据比较，以确定检测到的电流尖波是否突破阈值。图4显示它们是如何工作的。

特别地，轴向线圈5和15反馈到调节单元17，调节单元17从其接收原始数据。调节单元17位于现场，包括如下面权利要求9所述的“基于现场的通信装置”。调节单元17将其接收的原始数据转化为机器可读的通信数据，在图4中表示为20，并将该数据通过通信线19发送到控制室里的人机接口21。在这种情况下，人机接口包括处理使用中所接收的数据的诊断设备的一部分，然后将预先确定的相关信息呈现给用户。根据电路13的操作设置方式，该信息可以是上述任意因素。即：i)检测电气快速瞬态事件突破所述阈值；ii)检测到的电气快速瞬态事件突破所述阈值的次数；iii)电气快速瞬态事件突破所述阈值的频率；iv)检测到触发电平和所述阈值间的电流浪涌；v)检测到电气快速瞬态事件突破所述阈值达到预先确定的次数；vi)电气快速瞬态事件突破所述阈值的特性，包括一个或多个它的持续时间、数量、幅值、积分或波形。人机接口系统21可使用包含保护装置4和14的应力阈值的信息、以及记录的目前所有信息的数据库，以实现上述因素中的任意一个。可创建计算机程序以实现它的方式是已知的，并且这里不再进一步描述。上面讨论了这些多种可能数据片段的相互关系和作用。

调节单元17在这种情况下也提供一种现场可视界面，它也可现场向用户呈现数据。例如，它可以是闪烁的LED系列来指示保护装置4或14已经经受了几次突破阈值，例如每3秒1次闪烁代表一次突破阈值，每3秒钟间隔0.5秒闪烁二次代表二次突破阈值，等等。颜色也可根据紧急程度，由绿变为琥珀色再变为红色。应理解，处理的程度需要调节单元17完成这些功能，并且，因此在这种情况下，调节单元17也可以或可替换地形成诊断设备的一部分，该设备将人可识别的数据呈现给用户。简单的像这样的LED布置是基本的，但它节省了寄生负荷。(调节单元17在图4中简单地示出，实际上，它可集成到浪涌保护的外壳中。因此，当它仅和LED18一起起作用时，它可以基本上是分立的，而且和该点没有接口。可替换地，调节单元可位于控制室而不是现场。)

图4也说明了可如何与线圈5和15一起使用另外的线圈22和23，以检测破坏性的电流。

图7示出了电路27在使用中如何工作。图中Y轴表示电压而X轴表示时间，示出了两个电压浪涌a和b，它们在使用中可由线圈5或15中的一个检测。线32表示电路27的正常工作电压，而线31表示雪崩点。对于电压浪涌a，它突破了正常工作电压32和雪崩点31，到达等级33。然而，等级33没有突破保护装置4或14的应力阈值，因此没有突破阈值的情况被记载或计数。然而，浪涌电压b突破雪崩点31并到达等级34，其突破了保护装置4或14的阈值。因此，在35处所示，突破阈值的情况以及其持续时间被记录。因此，电气快速瞬态事件的严重程度通过轨迹线上见到的过电压次数进行评估。曲线a显然没有曲线b严重，并且用户可根据需要使用该信息。

其它各种电路结构可包含在权利要求1的范围中。例如，一种其它可能的实施例(未示出)包括借助于通过物理层修改器执行的对物理层的修改与人机接口21通信的调节单元17。

在另一个可能的实施例(未示出)中，监测设备包括检测相关保护装置的物理状态(包括其磁场状态或光学可检测物理状态)的改变的装置。

图5示出本发明如何被集成到标准现场总线系统中。特别地，诊断模块17(它和上述调节单元17执行同样的功能)可位于现场总线电源2和多个现场总线段29之间的母板上。每个段29配有浪涌保护装置4。诊断模块17和现场总线段29之间的连接30可以是点对点或串行总线。

在替代性的布置(未示出)中，浪涌保护装置如上所述位于电源处，但另一个位于负载处，在这种情况下的现场总线布置可以是包括装置耦合器的多个负载。

图6是说明上述任意电路中诊断设备的软件流程图，所述电路可被配置为在实际中使用计数法处理电气快速瞬态事件。该流程图自己解释了自己。

因此，本发明提供一种在浪涌保护装置中特别地监测电流事件的监则装置，因此，它可以知道浪涌保护装置是否经受了、或者经受了多少次电气快速瞬态事件，并且采取合适的补救行动来防止故障的发生，该故障例如为浪涌保护装置未能实现低阻抗和/或短路和/或对IEC61158-2现场总线信号或网络施加的其它破坏性影响。

Claims (16)

1.一种电路，包括电源、负载和浪涌保护装置，所述浪涌保护装置适于通过在所述电路中自动创建旁路来根据IEC61000-4-2或4的要求保护所述负载和/或电源免受电气快速瞬态事件导致的电压和/或电流浪涌的损坏，其中所述浪涌保护装置包括电压和/或电流应力阈值，在所述电压和/或电流应力阈值处所述浪涌保护装置在所述电路中自动创建旁路，其中所述电路还包括监测设备，所述监测设备适于监测所述浪涌保护装置中的电流和检测由电气快速瞬态事件引发的对所述应力阈值的突破，其中所述监测设备的输出连接到诊断设备，其中所述诊断设备适于从由所述输出接收的原始数据识别出所述应力阈值在使用中是否已经被突破，其中所述诊断设备适于将从所述原始数据得到的人能辨别的数据呈现给用户，其中由所述诊断设备呈现的人能辨别的数据至少包括：检测到电气快速瞬态事件突破所述应力阈值，检测到的电气快速瞬态事件突破所述应力阈值的次数，以及电气快速瞬态事件突破所述应力阈值的频率，其中，如果检测到的所述应力阈值的突破频率在预先确定的较短的频率极限内，则向所述用户呈现特定的警告，指示可能存在能够立即导致所述浪涌保护装置失效的频繁的故障，并且其中，如果检测到的所述应力阈值的突破频率在预先确定的不频繁的频率极限之外，则向所述用户呈现特定的状态报告，指示能够将所述浪涌保护装置的维护或修理推迟到晚很多的时间，或者推迟到更多次数的所述应力阈值的突破之后。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述浪涌保护装置是差模的。

3.根据权利要求1所述的电路，其中所述浪涌保护装置是共模的。

4.根据权利要求2或3所述的电路，其中所述监测设备是轴向环绕所述保护装置和/或所述保护装置的导电引线或PCB迹线的导线线圈或PCB迹线线圈。

5.根据权利要求2或3所述的电路，其中所述监测设备是导线线圈、PCB迹线线圈或与所述保护装置和/或所述保护装置的导电引线或PCB迹线平行布置的容性板。

6.根据权利要求2或3所述的电路，其中所述监测设备包括适于检测所述保护装置的物理状态的改变的传感器，其中物理状态是如下的一种或多种：磁状态、光学可检测的物理状态。

7.根据权利要求2或3所述的电路，其中所述监测设备包括直接连接到所述保护装置和/或所述保护装置的导电引线或PCB迹线的传感器，其中所述传感器包括如下的一个或多个：变压器、电容器、电阻器、半导体。

8.根据权利要求1所述的电路，其中所述诊断设备在不同位置包括基于现场的通信设备和人机接口设备，其中所述通信设备适于将从所述原始数据得到的机器可读的通信数据发送到所述人机接口设备，并且其中，所述人机接口设备适于将所述机器可读的通信数据转换为人能辨别的数据。

9.根据权利要求8所述的电路，其中由所述诊断设备呈现的人可辨识的数据还包括如下因素中的一个或多个：检测到触发电平和所述应力阈值间的电流浪涌；检测到电气快速瞬态事件突破所述应力阈值达到预先确定的次数；电气快速瞬态事件突破所述应力阈值的特性，包括它的持续时间、数量、幅值、积分或波形中的一个或多个。

10.根据权利要求9所述的电路，其中所述机器可读的通信数据经由与所述电路分离的通信装置被发送到所述人机接口设备。

11.根据权利要求9所述的电路，其中所述机器可读的通信数据通过所述电路被发送到所述人机接口设备。

12.根据权利要求11所述的电路，其中所述机器可读的通信数据包括可被所述人机接口设备辨别的对所述电路进行的物理层修改。

13.根据权利要求2所述的电路，其中所述电路还包括第二浪涌保护装置，所述第二浪涌保护装置适于通过在所述电路中自动创建旁路来根据IEC61000-4-2或4的要求保护所述负载和/或电源免受电气快速瞬态事件导致的电压和/或电流浪涌的损坏，其中所述第二浪涌保护装置包括电压和/或电流应力阈值，在所述电压和/或电流应力阈值处所述第二浪涌保护装置在所述电路中自动创建旁路，其中所述电路还包括第二监测设备，所述第二监测设备适于监测所述第二浪涌保护装置中的电流和检测由电气快速瞬态事件引发的对所述应力阈值的突破，其中所述第二监测设备的输出连接到诊断设备，其中所述诊断设备适于从由所述输出接收的原始数据识别出所述应力阈值在使用中是否已经被突破，并且其中所述诊断设备适于将从所述原始数据得到的人能辨别的数据呈现给用户，其中由所述诊断设备呈现的人能辨别的数据至少包括：检测到电气快速瞬态事件突破所述应力阈值，检测到的电气快速瞬态事件突破所述应力阈值的次数，以及电气快速瞬态事件突破所述应力阈值的频率，其中，如果检测到的所述应力阈值的突破频率在预先确定的较短的频率极限内，则向所述用户呈现特定的警告，指示可能存在能够立即导致所述浪涌保护装置失效的频繁的故障，并且其中，如果检测到的所述应力阈值的突破频率在预先确定的不频繁的频率极限之外，则向所述用户呈现特定的状态报告，指示能够将所述浪涌保护装置的维护或修理推迟到晚很多的时间，或者推迟到更多次数的所述应力阈值的突破之后，并且，其中所述第二浪涌保护装置是共模的。

14.根据权利要求13所述的电路，其中所述监测设备是引用权利要求2的权利要求4到7中任一项中的监测设备。

15.根据权利要求13或14所述的电路，其中所述第二监测设备和引用权利要求3的权利要求4到7中任一项中的监测设备相同。

16.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路是遵循IEC61158-2标准的现场总线电路。